打败大自然！有史以来最小人造微型飞行器诞生：长3个翅膀，仅沙粒大

图片来源：西北大学

西北大学的工程师们给电子微芯片增加了一项新功能：飞行！这种只有一粒沙子大小的新型微型飞行器，没有发动机。相反，它能在风中飞行，并像直升机一样从空中飞向地面。

通过研究枫树和其他风传播的种子，工程师们优化了微型飞行器的空气动力学，以确保它在高海拔降落时以受控的低速降落。这也让微型飞行器的飞行更稳定，确保它在广阔的区域内分散，并增加与空气相互作用的时间，使之成为监测空气污染和空气传播疾病的理想工具。

作为有史以来最小的人造飞行结构，这种微型飞行器还可以配备超小型化技术，包括传感器、电源、无线通信天线和存储数据的嵌入式存储器。

该研究刊登在2021年9月23日出版的《自然》杂志的封面上。

为了设计这种微型飞行器，西北大学的研究小组研究了许多植物种子的空气动力学，最直接的灵感来自于三星藤，一种有星形种子的开花藤蔓植物。三星藤的种子有叶片状的翅膀，可以抓住风，慢慢地旋转。

研究人员设计并制造了许多不同类型的微型飞行器，其中包括一种有三个翅膀的飞行器，优化后的形状和角度与三星藤种子上的翅膀相似。为了确定最理想的结构，研究人员开发出全尺寸计算模型，模拟了设备周围的空气流动，以模拟三星藤种子缓慢的、可控的旋转。

基于这种模型，研究团队使用先进的成像和定量流动模式的方法，在实验室中建造并测试了结构。由此产生的结构可以形成各种各样的大小和形状，有些结构的性质甚至可与自然媲美。

“我们认为，我们战胜了自然。”研究人员表示。“至少从狭义上讲，我们已经能够建造出比你在植物或树木上看到的相同种子更稳定的轨迹和更慢的终端速度的结构。我们也能够建造出比在自然界中发现要小得多的这些直升机飞行结构。这一点很重要，因为设备小型化代表了电子行业的主导发展轨迹，传感器、无线电、电池和其他组件可以以更小的尺寸制造。”

前瞻经济学人APP资讯组

论文原文：

https://www.nature.com/articles/s41586-021-03847-y